特開 2024-123533 ロボットシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024123533

(43)【公開日】2024-09-12

(54)【発明の名称】ロボットシステム

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/02 20060101AFI20240905BHJP

   B25J 13/08 20060101ALI20240905BHJP

【ＦＩ】

B25J19/02

B25J13/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023031035

(22)【出願日】2023-03-01

(71)【出願人】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】ニデック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】阿路川 雄介

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707BS03

3C707BS10

3C707BS15

3C707CT03

3C707CV05

3C707HS27

3C707KS34

3C707KW03

3C707KX06

3C707LU02

3C707LU08

3C707LV20

(57)【要約】      （修正有）

【課題】力覚センサの校正の作業効率を向上できるロボットシステム及びロボットシステムの校正方法を提供する。
【解決手段】ロボットシステムは、可動部１１０と、ツール１０と、制御部と、を備える。ツールは、力覚センサ２０を介して可動部に装着されている。制御部は、可動部を駆動する。制御部は、力覚センサの校正を行う校正モードを実行可能である。校正モードの実行時に、所定の作用部材にツールが接触した状態で、制御部は、可動部を駆動して力覚センサが検出する検出値に基づいて力覚センサの校正を行う。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

可動部と、
力覚センサを介して前記可動部に装着されているツールと、
前記可動部を駆動して前記ツールを移動させる制御部と、を備えるロボットシステムにおいて、
前記制御部は、前記力覚センサの校正を行う校正モードを実行可能であり、
前記校正モードの実行時に、所定の作用部材に前記ツールが接触した状態で、前記制御部は、前記可動部を駆動して前記力覚センサが検出する検出値に基づいて前記力覚センサの校正を行う、ロボットシステム。

【請求項2】

前記校正モードの実行時に、前記制御部は、所定のトルク値で前記作用部材を加圧し、前記トルク値と前記力覚センサが検出した検出値とに基づいて前記力覚センサの校正を行う、請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項3】

前記作用部材は、前記ツールと接触する平面状の押圧面を有し、
前記校正モードの実行時に、前記制御部は、前記押圧面と直交する方向に対して傾いた方向に前記作用部材を加圧する、請求項１又は請求項２に記載のロボットシステム。

【請求項4】

前記作用部材が、弾性変形可能な弾性部材を有し、
前記校正モードの実行時に、前記制御部は、前記弾性部材の変形により算出される弾性力と前記力覚センサが検出する検出値とに基づいて前記力覚センサの校正を行う、請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項5】

前記作用部材が、前記ツールに固定された錘であり、
前記校正モードの実行時に、前記制御部は、前記ツールを所定加速度で移動させたときに算出される前記錘に掛かる慣性力と前記力覚センサが検出する検出値とに基づいて前記力覚センサの校正を行う、請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項6】

前記可動部は、相対的に移動可能な少なくとも一対の移動部を有し、
前記ツールは、前記移動部の一方に前記力覚センサを介して装着され、
前記校正モードの実行時に、前記移動部の他方を前記作用部材として機能させる、請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項7】

前記可動部は、互いに直交する３軸方向に移動可能である、請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項8】

前記可動部は、６軸方向に移動可能である、請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項9】

前記校正モードの実行時に、前記制御部は、所定のトルク値で前記作用部材を複数回加圧し、前記力覚センサが検出した検出値の平均値に基づいて前記力覚センサの校正を行う、請求項１に記載のロボットシステム。

【請求項10】

可動部と、
力覚センサを介して前記可動部に装着されているツールと、
前記可動部を駆動する制御部と、を備えるロボットシステムの校正方法において、
前記制御部が、所定の作用部材に前記ツールを接触させた状態で、前記可動部を駆動する作用工程と、
前記作用工程において前記力覚センサが検出した検出値に基づいて前記力覚センサの校正を行う校正工程と、を有する、ロボットシステムの校正方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロボットシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来のロボットシステムは特許文献１に開示されている。このロボットシステムは、ロボットアームと、ツールと、制御部と、を備える。ツールは、力検出部（力覚センサ）を介してロボットアームに装着されている。力検出部は、ロボットアームに対して着脱可能であり、ツールに掛かる力を検出する。

【0003】

出荷時に校正済みとなった力検出部は、実際の使用環境下において、ロボットアームの駆動によりツールに掛かる力と、検出される検出値との間にばらつき（感度のズレ）が発生する可能性があった。このため、力検出部をロボットアームから外して校正装置を用いて校正を行う（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－１４６４４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献に開示されたロボットシステムによると、力検出部の校正の作業効率が悪い可能性があった。

【0006】

本発明は、力覚センサの校正の作業効率を向上できるロボットシステム及びロボットシステムの校正方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の例示的なロボットシステムは、可動部と、ツールと、制御部と、を備える。ツールは、力覚センサを介して可動部に装着されている。制御部は、可動部を駆動する。制御部は、力覚センサの校正を行う校正モードを実行可能である。校正モードの実行時に、所定の作用部材にツールが接触した状態で、制御部は、可動部を駆動して力覚センサが検出する検出値に基づいて力覚センサの校正を行う。

【発明の効果】

【0008】

例示的な本発明によれば、力覚センサの校正の作業効率を向上できるロボットシステム及びロボットシステムの校正方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態に係るロボットシステムの全体構成図である。

【図2】図２は、本発明の第１実施形態に係るロボットシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。

【図3】図３は、本発明の第１実施形態に係るロボットシステムの校正方法を示すフローチャートである。

【図4】図４は、本発明の第１実施形態に係るロボットシステムの校正方法を説明する説明図である。

【図5】図５は、本発明の第２実施形態に係るロボットシステムの校正方法を説明する説明図である。

【図6】図６は、本発明の第３実施形態に係るロボットシステムの全体構成図である。

【図7】図７は、本発明の第３実施形態に係るロボットシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。

【図8】図８は、本発明の第３実施形態に係るロボットシステムの校正方法を説明する説明図である。

【図9】図９は、本発明の第４実施形態に係るロボットシステムの全体構成図である。

【図10】図１０は、本発明の第４実施形態に係るロボットシステムのハードウェア構成を示すブロック図である。

【図11】図１１は、本発明の第４実施形態に係るロボットシステムの校正方法を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本明細書では、上下方向は単に説明のための用いられる名称であって、実際の位置関係及び方向を限定しない。

【0011】

（１．ロボットシステムの構成）
本発明の例示的な一実施形態のロボットシステム１００について説明する。図１は、本実施形態に係るロボットシステム１００の全体構成図であり、図２は、ロボットシステム１００のハードウェア構成を示すブロック図である。

【0012】

ロボットシステム１００は、ステージ装置であり、可動部１１０と、ツール１０と、制御部３０と、を有する。ツール１０は、力覚センサ２０を介して可動部１１０に装着されている。制御部３０は、可動部１１０を駆動してツール１０を移動させる。ツール１０は、例えば、ワークを保持する。

【0013】

力覚センサ２０は、本実施形態では、３軸力覚センサーである。力覚センサ２０は、、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の三軸上の力の大きさを検出する。なお、力覚センサ２０は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の各軸周りの力の大きさを検出する６軸力覚センサーであってもよいし、他の構成のものであってもよい。

【0014】

本実施形態では、可動部１１０は、相対的に移動可能な第１移動部１１１と、第２移動部１１２と、第３移動部１１３と、で構成されている。第１移動部１１１は、第１ステージ１１１ａと第１テーブル１１１ｂとを有する。第１ステージ１１１ａは、作業台に固定される。第１テーブル１１１ｂは、モータ（不図示）の駆動によって第１ステージ１１１ａ上をＸ方向に往復移動する。

【0015】

第２移動部１１２は、第２ステージ１１２ａと第２テーブル１１２ｂとを有する。第２ステージ１１２ａは、第１テーブル１１１ｂ上に固定される。第２テーブル１１２ｂは、モータ（不図示）の駆動によって第２ステージ１１２ａ上をＹ方向に往復移動する。

【0016】

第３移動部１１３は、第３ステージ１１３ａと第３テーブル１１３ｂとを有する。第３ステージ１１３ａは、第２テーブル１１２ｂ上に固定される。第３テーブル１１３ｂは、モータ（不図示）の駆動によって第３ステージ１１３ａ上をＺ方向に往復移動する。第３ステージ１１３ａ上には力覚センサ２０を介してツール１０が搭載されている。本実施形態では、Ｚ方向が鉛直方向となっている。

【0017】

第１移動部１１１、第２移動部１１２及び第３移動部１１３の各モータ（不図示）は、制御部３０に接続されている。制御部３０は、モータの回転速度及び加速度を制御する。これにより、制御部３０は、ツール１０を所望の位置に移動させることができる。ツール１０は、例えば、ワーク（不図示）を保持できる。制御部３０は、力覚センサ２０を介してワークに作用する力をモニタリングしながらモータを制御する。

【0018】

なお、本実施形態では、可動部１１０は、第１移動部１１１、第２移動部１１２及び第３移動部１１３で構成され、互いに直交する３軸方向にツール１０を移動させているが、本発明は、この構成に限定されない。例えば、第１移動部１１１、第２移動部１１２及び第３移動部１１３のいずれかを減らして１軸方向又は２軸方向にツール１０を移動させてもよい。また、移動部を増やして４軸以上の方向にツール１０を移動させてもよい。また、移動部の移動軸に対して周方向に回転する移動部を増やしてもよい。

【0019】

（２．校正モードの構成）
図３は、ロボットシステム１００の校正モードの一例を示すチャート図であり、図４は、ロボットシステム１００の校正方法を説明する説明図である。ロボットシステム１００は、ツール１０が保持するワーク（不図示）を移動させる通常動作モードに加え、校正モードを備えている。校正モードの実行により、力覚センサ２０の感度のズレを校正できる。

【0020】

校正モードを実行する前に、ツール１０に作用部材４０を接触させる（図４参照）。本実施形態では、作用部材４０は、作業台（不図示）に固定された押圧板４１である。押圧板４１は、Ｘ方向に直交する押圧面４１ａを有する。すなわち、作用部材４０は、ツール１０と接触する平面状の押圧面４１ａを有する。

【0021】

校正モードが実行されると、ステップＳ１において、制御部３０は、可動部１１０を駆動してＹ方向に所定のトルク値でツール１０を押圧板４１に押し付ける。

【0022】

ステップＳ２では、制御部３０が、可動部１１０を駆動する際に出力したモータのトルク値と力覚センサ２０の検出値とに基づいて力覚センサ２０の校正を行う。例えば、可動部１１０が出力したトルク値から得られる推力と、力覚センサ２０が検出する加圧力の検出値とが同一でない場合に、制御部３０は、力覚センサ２０の感度にズレが発生していると判断する。このとき、制御部３０は、出力したトルク値と力覚センサ２０の検出値とに基づいて力覚センサ２０の検出値を補正する関数を作成する。次回以降の通常動作モードの実行時において、制御部３０は、作成した関数によって補正された検出値に基づいて動作する。

【0023】

以上より、ロボットシステム１００の力覚センサ２０の校正方法は、作用工程（ステップＳ１）と、校正工程（ステップＳ２）と、を有する。作用工程は、制御部３０が、所定の作用部材４０にツール１０を接触させた状態で、可動部１１０を駆動する。校正工程は、作用工程において力覚センサ２０が検出した検出値に基づいて力覚センサ２０の校正を行う。

【0024】

すなわち、制御部３０は、力覚センサ２０の校正を行う校正モードを実行可能であり、校正モードの実行時に、押圧板４１（作用部材４０）にツール１０が接触した状態で、制御部３０は、可動部１１０を駆動し、力覚センサ２０が検出する検出値に基づいて力覚センサ２０の校正を行う。

【0025】

これにより、力覚センサ２０を可動部１１０に装着した状態で力覚センサ２０を校正できる。従って、力覚センサ２０の校正の作業効率を向上できる。また、ツール１０を保持するワークに応じて取り換える場合に、取り換えたツール１０に応じて力覚センサ２０を容易に校正できる。これにより、力覚センサ２０の校正の作業効率をより向上できる。

【0026】

また、校正モードの実行時に、制御部３０は、所定のトルク値で押圧板４１（作用部材４０）を加圧し、トルク値と力覚センサ２０が検出した検出値とに基づいて力覚センサ２０の校正を行う。これにより、力覚センサ２０の校正精度を向上できる。

【0027】

なお、校正モードの実行時に、制御部３０は、可動部１１０が出力するトルク値に基づかずに力覚センサ２０の校正を行ってもよい。例えば、所定のトルク値で押圧板４１（作用部材４０）を複数回（例えば、１５分間に５０００回）繰り返し加圧し、力覚センサ２０が検出した検出値のみに基づいて力覚センサ２０の校正を行う。このとき、検出された検出値のズレの平均値を算出し、平均値に基づいて力覚センサ２０を校正してもよい。すなわち、校正モードの実行時に、制御部３０は、所定のトルク値で作用部材４０を複数回加圧し、力覚センサ２０が検出した検出値の平均値に基づいて力覚センサ２０の校正を行う。これにより、力覚センサ２０の校正精度を向上できる。

【0028】

また、本実施形態では、可動部１１０の構造上、押圧板４１（作用部材４０）に対してＹ方向にツール１０を押圧して力覚センサ２０の校正を行ったが、Ｘ方向又はＺ方向にツール１０を押圧して各方向の力覚センサ２０の校正を行ってもよい。可動部１１０が、互いに直交する３軸方向に移動可能であるため、３軸方向における力覚センサ２０の感度を効率よく構成できる。

【0029】

また、校正モードの実行時に、制御部３０は、押圧面４１ａと直交する方向に対して傾いた方向に作用部材４０を加圧して、力覚センサ２０の校正を行ってもよい。これにより、複数方向における力覚センサ２０の感度を効率よく構成できる。

【0030】

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図５は、第２実施形態に係るロボットシステム１００の校正方法を説明する説明図である。説明の便宜上、前述の図１～図４に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付す。第２実施形態では作用部材４０は、押圧板４１と、一対の弾性変形可能なバネ（弾性部材）４２とを有する。バネ４２は、Ｙ方向に延び、バネ４２の一端は押圧板４１に固定される。また、バネ４２の他端は、例えば、作業台に固定されたベース部４３に固定されている。その他の部分は第１実施形態と同様である。

【0031】

バネ４２のバネ定数は予め決まっており、押圧板４１のＹ方向の移動量と弾性力との関係を示す基準データは、内部メモリ（不図示）に予め記憶されている。

【0032】

校正モードが実行されると、ステップＳ１において、制御部３０は、可動部１１０を駆動してＹ方向に所定のトルク値でツール１０を押圧板４１に押し付ける。これにより、バネ４２が縮んで押圧板４１がＹ方向に移動する。

【0033】

ステップＳ２では、制御部３０は、予め記憶された基準データに基づいて押圧板４１の移動量からツール１０に掛かる弾性力を算出する。また、制御部３０は、算出された弾性力と力覚センサ２０の検出値とに基づいて力覚センサ２０の校正を行う。例えば、算出された弾性力と力覚センサ２０の検出値とが同一でない場合に、制御部３０は、力覚センサ２０の感度にズレが発生している判断する。このとき、制御部３０は、算出された弾性力と検出値とに基づいて力覚センサ２０の検出値を補正する関数を作成する。

【0034】

すなわち、校正モードの実行時に、制御部３０は、バネ（弾性部材）４２の変形により算出される弾性力と力覚センサ２０が検出する検出値とに基づいて力覚センサの校正を行う。バネ（弾性部材）４２の弾性力を基準にして力覚センサ２０の校正を行うことにより、力覚センサ２０の校正精度をより向上できる。

【0035】

なお、本実施形態では、可動部１１０の構造上、押圧板４１（作用部材４０）に対してＹ方向にツール１０を押圧して力覚センサ２０の校正を行ったが、Ｘ方向又はＺ方向にツール１０を押圧して各方向の力覚センサ２０の校正を行ってもよい。このとき、押圧板４１をＸ方向に押圧する場合には、Ｘ方向に延びるバネ４２を用いる。また、押圧板４１をＺ方向に押圧する場合には、Ｚ方向に延びるバネ４２を用いる。

【0036】

また校正モードの実行時に、制御部３０は、弾性力を算出せずに力覚センサ２０の校正を行ってもよい。例えば、押圧板４１の押圧を複数回繰り返し、力覚センサ２０が検出した検出値のみに基づいて力覚センサ２０の校正を行う。例えば、検出された検出値のズレの平均値を算出し、平均値に基づいて力覚センサ２０を校正できる。

【0037】

また、弾性部材の変形量と弾性力との関係が予め算出可能であれば、例えば、バネ４２以外の弾性部材（例えば、ゴム等）を用いてもよい。

【0038】

また、本実施形態では。バネ４２が縮む方向に押圧板４１を押圧したが、押圧板４１とツール１０を固定してバネ４２が延びる方向に押圧板４１を引っ張ってもよい。このとき、制御部３０は、バネ（弾性部材）４２の変形により算出される弾性力と力覚センサ２０が検出する検出値とに基づいて力覚センサ２０の校正を行うことができる。

【0039】

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図６は、第３実施形態に係るロボットシステム２００の全体構成図であり、図７は、ロボットシステム２００の校正方法を説明する説明図である。説明の便宜上、前述の図１～図４に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付す。第２実施形態では、ロボットシステム２００は、ロボットアームであり、可動部２１０と、ツール１０と、制御部３０と、を有する。

【0040】

本実施形態では、可動部２１０は、例えば、作業台に固定されるベース部２１１と、相対的に移動可能な複数の回転体２１２、２１３、２１４、２１５と、腕部２１７と、で構成されている。また、作用部材４０は、錘４４から成る。その他の部分は第１実施形態と同様である。

【0041】

回転体２１２、２１３、２１４、２１５は、３６０°以上回転する。回転体２１２は、ベース部２１１に対して相対的に回転可能に連結され、鉛直方向（Ｚ方向）の延びる回転軸を中心として回転する。回転体２１３は、回転体２１２に対して相対的に回転可能に連結される。回転体２１３は、腕部２１７の一端に固定され、腕部２１７の他端には回転体２１４が連結される。

【0042】

回転体２１４は、腕部２１７に対して相対的に回転可能に連結される。回転体２１５は、回転体２１４に対して相対的に回転可能に連結される。

【0043】

ツール１０は、力覚センサ２０を介して最終段の回転体２１５に連結される。すなわち、ツール１０は、力覚センサ２０を介して可動部１１０に装着されている。

【0044】

力覚センサ２０は、本実施形態では、６軸力覚センサである。力覚センサ２０は、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の三軸上の力の大きさと、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の周りを回転する力を検出する。なお、力覚センサ２０は、３軸力覚センサであってもよいし、他の構成のものであってもよい。

【0045】

回転体２１０は、２１２、２１３、２１４、２１５を回転させることにより、ツール１０の位置及び向きを変更することができる。なお、本実施形態では、可動部２１０は、５個の回転体及び１個の腕部で構成されているが、本発明は、これらの数に限定されない。

【0046】

図８は、ロボットシステム２００の校正方法を説明する説明図である。本実施形態では、校正モードを実行する前に、ツール１０に錘４４を固定する。すなわち、作用部材４０が、ツール１０に固定された錘４４である。

【0047】

錘４４の質量は予め決まっており、ツール１０のＺ方向の加速度と錘４４に掛かる慣性力との関係を示す基準データは、内部メモリ（不図示）に予め記憶されている。

【0048】

校正モードが実行されると、ステップＳ１において、制御部３０は、可動部１１０を駆動してＺ方向（鉛直上方向）に所定加速度でツール１０を移動させる。

【0049】

ステップＳ２では、制御部３０は、予め記憶された基準データに基づいてツール１０の加速度からツール１０に掛かる慣性力を算出する。また、制御部３０は、算出された慣性力と力覚センサ２０の検出値とに基づいて力覚センサ２０の校正を行う。例えば、算出された慣性力と力覚センサ２０の検出値とが同一でない場合に、制御部３０は、力覚センサ２０の感度にズレが発生している判断する。このとき、制御部３０は、算出された慣性力と力覚センサ２０の検出値とに基づいて力覚センサ２０の検出値を補正する関数を作成する。

【0050】

すなわち、校正モードの実行時に、制御部３０は、ツール１０を所定加速度で移動させたときに算出される錘４４に掛かる慣性力と力覚センサ２０が検出する検出値とに基づいて力覚センサ２０の校正を行う。錘４４の慣性力を基準にして力覚センサ２０の校正を行うことにより、力覚センサ２０の校正精度をより向上できる。

【0051】

なお、本実施形態では、ツール１０に掛かる慣性力の算出が容易であるため、ツール１０をＺ方向（鉛直上方向）に所定加速度で移動させたが、慣性力の算出ができればツールの移動方向は特に限定されない。

【0052】

校正モードの実行時に、制御部３０は、慣性力を算出せずに力覚センサ２０の校正を行ってもよい。例えば、所定の加速度でツール１０を複数回繰り返し加速させ、力覚センサ２０が検出した検出値のみに基づいて力覚センサ２０の校正を行う。例えば、検出された検出値のズレの平均値を算出し、平均値に基づいて力覚センサ２０を校正できる。

【0053】

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図９は、第４実施形態に係るロボットシステム３００の全体構成図であり、図１０は、ロボットシステム３００の校正方法を説明する説明図である。説明の便宜上、前述の図１～図４に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付す。第４実施形態では、ロボットシステム３００は、ステージ装置であり、可動部３１０と、ツール１０と、制御部３０と、を有する。

【0054】

本実施形態では、可動部３１０は、相対的に移動可能な第１移動部３１１と、第２移動部３１２と、第３移動部３１３と、で構成されている。第１移動部３１１は、第１ステージ３１１ａと第１テーブル３１１ｂとを有する。第１ステージ３１１ａは、Ｘ方向に延び、作業台３１４上に固定される。第１テーブル３１１ｂは、モータ（不図示）の駆動によって第１ステージ３１１ａ上をＸ方向に往復移動する。

【0055】

第２移動部３１２は、第２ステージ３１２ａと第２テーブル３１２ｂとを有する。第２ステージ３１２ａは、アーチ状に形成され、第１移動部３１１を跨いでＹ方向に延びる。第２ステージ３１２ａの両端は作業台３１４に固定されている。第２テーブル３１２ｂは、モータ（不図示）の駆動によって第２ステージ３１２ａ上をＹ方向に往復移動する。

【0056】

第３移動部３１３は、第３ステージ３１３ａと第３テーブル３１３ｂとを有する。第３ステージ３１３ａは、第２テーブル３１２ｂの側面に固定される。第３テーブル３１３ｂは、モータ（不図示）の駆動によって第３ステージ３１３ａ上をＺ方向に往復移動する。第３ステージ３１３ａの底面には力覚センサ２０を介してツール１０が搭載されている。

【0057】

第１移動部３１１、第２移動部３１２及び第３移動部３１３の各モータ（不図示）は、制御部３０に接続されている。制御部３０は、モータの回転速度及び加速度を制御する。これにより、制御部３０は、第１テーブル３１１ｂ上に配置されたワーク（不図示）をＸ方向の所望の位置に移動させることができる。また、制御部３０は、ツール１０をＹ方向及びＺ方向の所望の位置に移動させることができる。制御部３０は、第１移動部３１１、第２移動部３１２及び第３移動部３１３を駆動し、ワークとツール１０とを相対的に移動させることができる。このとき、制御部３０は、力覚センサ２０を介してワークに作用する力をモニタリングしながらモータを制御する。

【0058】

図１１は、ロボットシステム２００の校正方法を説明する説明図である。本実施形態では、校正モードを実行する前に、ツール１０に第１テーブル３１１ｂを接触させる。すなわち、可動部３１０は、相対的に移動可能な第１移動部３１１及び第３移動部３１３（少なくとも一対の移動部）を有し、ツール１０は、第３移動部３１３（移動部の一方）に力覚センサ２０を介して装着され、校正モードの実行時に、第１移動部３１１（移動部の他方）を作用部材４０として機能させている。

【0059】

また、第１テーブル３１１ｂの上面が、作用部材４０の押圧面４１ａとして機能している。押圧面４１ａは、Ｚ方向に直交し、校正モードの実行時にツール１０と接触する。校正モードが実行されると、ステップＳ１において、制御部３０は、可動部１１０を駆動してＺ方向に所定のトルク値でツール１０を押圧板４１に押し付ける。ステップＳ２では、制御部３０が、可動部１１０を駆動する際に出力したトルク値と力覚センサ２０の検出値とに基づいて力覚センサ２０の校正を行う。

【0060】

第１移動部３１１を作用部材４０として利用することにより、部品点数を減らすことができる。

【0061】

＜３．その他＞
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上記実施形態とその変形例は適宜任意に組み合わせることができる。例えば、第１実施形態のロボットシステム１００において、第３実施形態の校正方法で力覚センサ２０を校正してもよい。また、第３実施形態のロボットシステム２００において、第１実施形態又は第２実施形態の校正方法で力覚センサ２０を構成してもよい。

【0062】

また、ロボットシステムは、ロボットアーム又はステージ装置に限定されず、スカラロボットでもよい。

【0063】

＜４．付記＞
以上のように、本開示の一態様に係るロボットシステム（１００、２００、３００）は、可動部（１１０、２１０、３１０）と、力覚センサ（２０）を介して前記可動部に装着されているツール（１０）と、前記可動部を駆動して前記ツールを移動させる制御部（３０）と、を備えるロボットシステム（１００、２００、３００）において、前記制御部は、前記力覚センサの校正を行う校正モードを実行可能であり、前記校正モードの実行時に、所定の作用部材（４０）に前記ツールが接触した状態で、前記制御部は、前記可動部を駆動して前記力覚センサが検出する検出値に基づいて前記力覚センサの校正を行う（第１の構成）。

【0064】

また、上記第１の構成において、前記校正モードの実行時に、前記制御部は、所定のトルク値で前記作用部材を加圧し、前記トルク値と前記力覚センサが検出した検出値とに基づいて前記力覚センサの校正を行う、構成としてもよい（第２の構成）。

【0065】

また、上記第１又は第２の構成において、前記作用部材は、前記ツールと接触する平面状の押圧面を有し、前記校正モードの実行時に、前記制御部は、前記押圧面と直交する方向に対して傾いた方向に前記作用部材を加圧する、構成としてもよい（第３の構成）。

【0066】

また、上記第１から第３のいずれか構成において、前記作用部材が、弾性変形可能な弾性部材（４２）を有し、前記校正モードの実行時に、前記制御部は、前記弾性部材の変形により算出される弾性力と前記力覚センサが検出する検出値とに基づいて前記力覚センサの校正を行う、構成としてもよい（第４の構成）。

【0067】

また、上記第１から第４のいずれか構成において、前記作用部材が、前記ツールに固定された錘であり、前記校正モードの実行時に、前記制御部は、前記ツールを所定加速度で移動させたときに算出される前記錘に掛かる慣性力と前記力覚センサが検出する検出値とに基づいて前記力覚センサの校正を行う、構成としてもよい（第５の構成）。

【0068】

また、上記第１から第５のいずれか構成において、前記可動部は、相対的に移動可能な少なくとも一対の移動部（３１１、３１３）を有し、前記ツールは、前記移動部の一方に前記力覚センサを介して装着され、前記校正モードの実行時に、前記移動部の他方を前記作用部材として機能させる、構成としてもよい（第６の構成）。

【0069】

また、上記第１から第６のいずれか構成において、前記可動部は、互いに直交する３軸方向に移動可能である、構成としてもよい（第７の構成）。

【0070】

また、上記第１から第６のいずれか構成において、前記可動部は、６軸方向に移動可能である、構成としてもよい（第８の構成）。

【0071】

また、上記第１から第８のいずれか構成において、前記校正モードの実行時に、前記制御部は、所定のトルク値で前記作用部材を複数回加圧し、前記力覚センサが検出した検出値の平均値に基づいて前記力覚センサの校正を行う、構成としてもよい（第９の構成）。

【0072】

また、本開示の一態様に係るロボットシステム（１００、２００、３００）の校正方法は、可動部（１１０、２１０、３１０）と、力覚センサ（２０）を介して前記可動部に装着されているツール（１０）と、前記可動部を駆動する制御部（３０）と、を備えるロボットシステムの校正方法において、前記制御部が、所定の作用部材に前記ツールを接触させた状態で、前記可動部を駆動する作用工程と、前記作用工程において前記力覚センサが検出した検出値に基づいて前記力覚センサの校正を行う校正工程と、を有する（第１０の構成）。

【産業上の利用可能性】

【0073】

本発明によると、力覚センサを介して可動部に装着されたツールを有するロボットシステムに利用することができる。

【符号の説明】

【0074】

１０ ツール
２０ 力覚センサ
３０ 制御部
４０ 作用部材
４１ 押圧板
４１ａ 押圧面
４２ バネ（弾性部材）
４３ ベース部
４４ 錘
１００、２００、３００ ロボットシステム
１１０、２１０、３１０ 可動部
１１１ 第１移動部
１１１ａ 第１ステージ
１１１ｂ 第１テーブル
１１２ 第２移動部
１１２ａ 第２ステージ
１１２ｂ 第２テーブル
１１３ 第３移動部
１１３ａ 第３ステージ
１１３ｂ 第３テーブル
２１１ ベース部
２１２、２１３、２１４、２１５ 回転体
２１７ 腕部
３１０ 可動部
３１１ 第１移動部
３１１ａ 第１ステージ
３１１ｂ 第１テーブル
３１２ 第２移動部
３１２ａ 第２ステージ
３１２ｂ 第２テーブル
３１３ 第３移動部
３１３ａ 第３ステージ
３１３ｂ 第３テーブル
３１４ 作業台

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】